JPS6287429A - 光フアイバ母材の製造方法及びその装置 - Google Patents
光フアイバ母材の製造方法及びその装置Info
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- JPS6287429A JPS6287429A JP22701085A JP22701085A JPS6287429A JP S6287429 A JPS6287429 A JP S6287429A JP 22701085 A JP22701085 A JP 22701085A JP 22701085 A JP22701085 A JP 22701085A JP S6287429 A JPS6287429 A JP S6287429A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は光ファイバ母材の製造方法およびその装置に係
り、特に高周波プラズマトーチにより発生したプラズマ
炎により加熱反応を起こさせる光ファイバ母材の製造方
法および製造装置に関するものである。
り、特に高周波プラズマトーチにより発生したプラズマ
炎により加熱反応を起こさせる光ファイバ母材の製造方
法および製造装置に関するものである。
[従来の技術1
一般に光ファイバ母材の製造にはMCVD法あるいはV
AD法等が多く用いられていた。すなわち、酸水素炎に
よりガラスの原料ガスに火炎加水分解反応を起こさせ、
ターゲットの先端にスートを堆積して多孔質母材を形成
し、さらにこの多孔質母材を加熱焼結することにより透
明ガラス化し光ファイバ母材を得ていた。
AD法等が多く用いられていた。すなわち、酸水素炎に
よりガラスの原料ガスに火炎加水分解反応を起こさせ、
ターゲットの先端にスートを堆積して多孔質母材を形成
し、さらにこの多孔質母材を加熱焼結することにより透
明ガラス化し光ファイバ母材を得ていた。
これに対して、酸水素炎の代わりにプラズマ炎を用いる
プラズマ法では、約2万℃の高温にも達するプラズマ炎
による加熱反応を起こさせることによって原料ガスから
直接ガラス形成を行なうことが可能となる。従って、プ
ラズマ法によれば製造工程を簡素化することができるの
で、光ファイバ母材の製造法として注目されていた。
プラズマ法では、約2万℃の高温にも達するプラズマ炎
による加熱反応を起こさせることによって原料ガスから
直接ガラス形成を行なうことが可能となる。従って、プ
ラズマ法によれば製造工程を簡素化することができるの
で、光ファイバ母材の製造法として注目されていた。
プラズマ法は、プラズマガス発生源からプラズマガス流
を発生させ、このガス流を囲繞するように設けられた高
周波コイルでプラズマガスを放電させてプラズマ炎を生
成し、このプラズマ炎にガラス生成用の反応ガスを導入
してプラズマ炎の下流側に位置するターゲット棒外周に
ガラスを合成するものである。
を発生させ、このガス流を囲繞するように設けられた高
周波コイルでプラズマガスを放電させてプラズマ炎を生
成し、このプラズマ炎にガラス生成用の反応ガスを導入
してプラズマ炎の下流側に位置するターゲット棒外周に
ガラスを合成するものである。
[発明が解決しようとする問題点]
このプラズマ法によって良質のガラスを形成させるため
には、プラズマ炎を安定に保持しつつ反応ガスをプラズ
マ炎に導入する必要がある。
には、プラズマ炎を安定に保持しつつ反応ガスをプラズ
マ炎に導入する必要がある。
従来、プラズマ炎への反応ガスの導入法として、プラズ
マガス発生源からのプラズマガスに反応ガスを混入させ
る方法あるいはプラズマ炎のジェット部に反応ガスを導
入する方法が用いられていた。
マガス発生源からのプラズマガスに反応ガスを混入させ
る方法あるいはプラズマ炎のジェット部に反応ガスを導
入する方法が用いられていた。
しかしなから、前者の方法では反応ガスの混入によりプ
ラズマガス流が乱れてプラズマ炎が不安定となり、ター
ゲット棒の外周に形成されるガラス膜の均一性が低下す
るという問題点があった。一方、後者の方法ではプラズ
マ炎のジェット部に反応ガスを導入するので、反応ガス
の熱分解反応が十分でなく、従って反応効率が低く、ガ
ラスの合成速度が低下するという問題点があった。
ラズマガス流が乱れてプラズマ炎が不安定となり、ター
ゲット棒の外周に形成されるガラス膜の均一性が低下す
るという問題点があった。一方、後者の方法ではプラズ
マ炎のジェット部に反応ガスを導入するので、反応ガス
の熱分解反応が十分でなく、従って反応効率が低く、ガ
ラスの合成速度が低下するという問題点があった。
[発明の目的]
本発明の目的は前記した従来技術の問題点を解消し、長
時間安定なプラズマ炎を保持し、ガラス合成速度が高く
且つ均一性の優れた光ファイバ母材を製造することがで
きる製造方法を提供することにある。
時間安定なプラズマ炎を保持し、ガラス合成速度が高く
且つ均一性の優れた光ファイバ母材を製造することがで
きる製造方法を提供することにある。
さらに本発明の目的は、このような製造方法を実施する
ことのできる製造装置を提供することにある。
ことのできる製造装置を提供することにある。
[発明の概要]
本発明の光ファイバ母材の製造方法は上記目的を達成す
るために、多層の高周波コイル内に上方からプラズマガ
スを供給して高周波コイルの中心部にプラズマ炎を発生
させ、このプラズマ炎に高−6= 周波コイルの層間よりガラス生成用の反応ガスを供給し
て、プラズマ炎の下流側に位置されるターゲット棒外周
にガラス合成するようにしたものである。
るために、多層の高周波コイル内に上方からプラズマガ
スを供給して高周波コイルの中心部にプラズマ炎を発生
させ、このプラズマ炎に高−6= 周波コイルの層間よりガラス生成用の反応ガスを供給し
て、プラズマ炎の下流側に位置されるターゲット棒外周
にガラス合成するようにしたものである。
そして上記した本発明の光ファイバ母材の製造方法は、
プラズマガス発生源と、プラズマガス発生源からのプラ
ズマガス流を囲繞すると共にそのガス流に沿って多層に
形成されてプラズマ炎を発生させる高周波コイルと、そ
の高周波コイルの層間よりプラズマ炎にガラス生成用の
反応ガスを導入するための反応ガス導入管と、生成され
るプラズマ炎の下流側に設けられ、その外周部にガラス
合成させるためのターゲット棒とを備えた光ファイバ母
材の製造装置により実施することができる。
プラズマガス発生源と、プラズマガス発生源からのプラ
ズマガス流を囲繞すると共にそのガス流に沿って多層に
形成されてプラズマ炎を発生させる高周波コイルと、そ
の高周波コイルの層間よりプラズマ炎にガラス生成用の
反応ガスを導入するための反応ガス導入管と、生成され
るプラズマ炎の下流側に設けられ、その外周部にガラス
合成させるためのターゲット棒とを備えた光ファイバ母
材の製造装置により実施することができる。
[実施例]
以下、本発明の実施例について添付図面を参照して説明
する。
する。
第1図は本発明の第1の実施例に係る光ファイバ母材の
製造装置の断面図である。図中、1は石英ガラス製のプ
ラズマ発振管であり、この発振管1の外周にこれを囲繞
するように多層の高周波コイル2が設けられている。ま
た、高周波コイル2の上から第1層目と第2層目の間で
且つ発振管1の1直径上に位置する一対の反応ガス導入
管3が発振管1の外側部に設けられている。発振管1は
その開放されている底部においてチャンバ4上に固設さ
れており、このチャンバ4内をガラス旋盤5に取り付け
られた外径iom、の純粋石英ガラス製ターゲット棒6
が水平に貫通している。ガラス旋盤5はターゲット棒6
をその中心軸のまわりに回転させると共にベット7上を
水平方向に移動可能であり、これによってターゲット棒
6は回転しながらチャンバ4内を水平方向に移動する。
製造装置の断面図である。図中、1は石英ガラス製のプ
ラズマ発振管であり、この発振管1の外周にこれを囲繞
するように多層の高周波コイル2が設けられている。ま
た、高周波コイル2の上から第1層目と第2層目の間で
且つ発振管1の1直径上に位置する一対の反応ガス導入
管3が発振管1の外側部に設けられている。発振管1は
その開放されている底部においてチャンバ4上に固設さ
れており、このチャンバ4内をガラス旋盤5に取り付け
られた外径iom、の純粋石英ガラス製ターゲット棒6
が水平に貫通している。ガラス旋盤5はターゲット棒6
をその中心軸のまわりに回転させると共にベット7上を
水平方向に移動可能であり、これによってターゲット棒
6は回転しながらチャンバ4内を水平方向に移動する。
また、チャンバ4の下部には排気口8が設けられている
。
。
次に、このような製造装置によって光ファイバ母材を製
造する方法の具体例を説明する。
造する方法の具体例を説明する。
まず、プラズマガス発生源(図示せず)からプラズマガ
スとしてArおよび02を発振管1の上部から管内に流
し、このガス流を4Htlz、 35K14の高周波コ
イル2で放電させてAr102プラズマ炎9を生成する
。このプラズマ炎9に反応ガス導入管3から反応ガスと
して流量1g/minのSiα4および1507/mi
nのCC(12 F2を、キャリアガスとして流10.
5Q/minの^rを供給すると共に、ターゲット棒6
をガラス旋盤5によって回転数30rpmで回転しなが
ら水平方向に速度60#I#I / m i nで移動
させてターゲット棒6の外周面上に比屈折率差1%のF
添加ガラス膜10を形成した。
スとしてArおよび02を発振管1の上部から管内に流
し、このガス流を4Htlz、 35K14の高周波コ
イル2で放電させてAr102プラズマ炎9を生成する
。このプラズマ炎9に反応ガス導入管3から反応ガスと
して流量1g/minのSiα4および1507/mi
nのCC(12 F2を、キャリアガスとして流10.
5Q/minの^rを供給すると共に、ターゲット棒6
をガラス旋盤5によって回転数30rpmで回転しなが
ら水平方向に速度60#I#I / m i nで移動
させてターゲット棒6の外周面上に比屈折率差1%のF
添加ガラス膜10を形成した。
第2図に生成されたプラズマ炎9内のガスの流れを矢印
で示す。安定したプラズマ炎を保持するためには、この
ガスの流れを乱さないように反応ガスを導入することが
必要となる。例えば第1図の位置Aから反応ガスを導入
すると、プラズマ炎9のガス流は乱れ、プラズマ炎9は
不安定となるので、少量のガス(Arで20IIdl程
度)しか供給することができず、これではガラス膜の合
成速度が著しく低下してしまう。また、反応ガスの導入
位置が8からC,Dと下へ向かう程、プラズマ炎9内の
ガス流の乱れは少なく、その結果、プラズマ炎9は安定
なものとなるが、導入された反応ガスと−〇 − プラズマ炎9の高温部との接触が減り、反応効率が低下
してしまう。
で示す。安定したプラズマ炎を保持するためには、この
ガスの流れを乱さないように反応ガスを導入することが
必要となる。例えば第1図の位置Aから反応ガスを導入
すると、プラズマ炎9のガス流は乱れ、プラズマ炎9は
不安定となるので、少量のガス(Arで20IIdl程
度)しか供給することができず、これではガラス膜の合
成速度が著しく低下してしまう。また、反応ガスの導入
位置が8からC,Dと下へ向かう程、プラズマ炎9内の
ガス流の乱れは少なく、その結果、プラズマ炎9は安定
なものとなるが、導入された反応ガスと−〇 − プラズマ炎9の高温部との接触が減り、反応効率が低下
してしまう。
上記した第1の実施例において反応ガス導入管3を位置
Bの代わりに位置CあるいはDに設けてガラスの合成を
行なった場合の合成速度を求め、これらを第3図に示す
。ただし、合成速度は位置Bに反応ガス導入管3を設け
た場合の合成速度が1となるように標準化したものであ
る。この第3図かられかるように、反応ガス導入管3の
設置位置が下になる程、合成速度は小さくなり、特に位
置りでは位@Bに比べて合成速度が172にまで低下し
てしまう。
Bの代わりに位置CあるいはDに設けてガラスの合成を
行なった場合の合成速度を求め、これらを第3図に示す
。ただし、合成速度は位置Bに反応ガス導入管3を設け
た場合の合成速度が1となるように標準化したものであ
る。この第3図かられかるように、反応ガス導入管3の
設置位置が下になる程、合成速度は小さくなり、特に位
置りでは位@Bに比べて合成速度が172にまで低下し
てしまう。
そこで、上記の実施例ではプラズマ炎9内のガス流を乱
さず且つ反応効率が低下しない反応ガスの導入位置とし
て、高周波コイル2の上から第1層と第2層との間であ
る位置Bに反応ガス導入管3を設けたものである。
さず且つ反応効率が低下しない反応ガスの導入位置とし
て、高周波コイル2の上から第1層と第2層との間であ
る位置Bに反応ガス導入管3を設けたものである。
また、Arは小パワーでもプラズマ化するのでプラズマ
ガスとして適している。さらに、反応ガス導入管の入口
では酸化反応が起こりやすく、白粉やガラスの付着を避
けるためにArを反応ガスのキャリアガスとして用いる
ことが好ましい。
ガスとして適している。さらに、反応ガス導入管の入口
では酸化反応が起こりやすく、白粉やガラスの付着を避
けるためにArを反応ガスのキャリアガスとして用いる
ことが好ましい。
第4図は第2の実施例に係る光ファイバ母材の製造装置
の断面図である。この製造装置は第1図の装置において
位置Bに設けられた反応ガス導入管3と同様の反応ガス
導入管13および23を位置CおよびDにそれぞれ対を
なして設けたものであり、その他の部材は第1図の装置
の各部材と同一のものである。
の断面図である。この製造装置は第1図の装置において
位置Bに設けられた反応ガス導入管3と同様の反応ガス
導入管13および23を位置CおよびDにそれぞれ対を
なして設けたものであり、その他の部材は第1図の装置
の各部材と同一のものである。
このような装置を用い、前記した第1の実施例と同様に
してガラス膜10の合成を行なった。ただし、各反応ガ
ス導入管からの反応ガスの組成および流量を以下に示す
表1のように設定した。
してガラス膜10の合成を行なった。ただし、各反応ガ
ス導入管からの反応ガスの組成および流量を以下に示す
表1のように設定した。
表1
このようにしてターゲット棒6の外周面上に形成された
F添加ガラス膜10の比屈折率差は1%であった。また
、ガラスの合成速度は0.1.9/1nであった。
F添加ガラス膜10の比屈折率差は1%であった。また
、ガラスの合成速度は0.1.9/1nであった。
ところで、一般に F添加ガラスの形成時にはCCJh
hの熱分解によって生じる「が5i02と反応してSi
F4となり排出口から排出されるので合成速度が低下し
てしまう。これを防ぐためには反応ガスの流量を増加さ
せる必要があるが、第1図の装置のように一対の反応ガ
ス導入管だけから反応ガスを導入する場合には、反応ガ
スの流量増加に伴って流速も増加するのでプラズマ炎が
乱れて不安定となる。そこで、上記した第2の実施例で
は複数の対の反応ガス導入管を設けることにより、プラ
ズマ炎を安定に保ちながら合成速度の向上を達成できる
ようにしたものである。
hの熱分解によって生じる「が5i02と反応してSi
F4となり排出口から排出されるので合成速度が低下し
てしまう。これを防ぐためには反応ガスの流量を増加さ
せる必要があるが、第1図の装置のように一対の反応ガ
ス導入管だけから反応ガスを導入する場合には、反応ガ
スの流量増加に伴って流速も増加するのでプラズマ炎が
乱れて不安定となる。そこで、上記した第2の実施例で
は複数の対の反応ガス導入管を設けることにより、プラ
ズマ炎を安定に保ちながら合成速度の向上を達成できる
ようにしたものである。
また、下方に位置する反応ガス導入管からのガス流量を
大きくしてもプラズマ炎は乱れず安定であるので、合成
速度をさらに向上させるために、表1に示すように下方
からの反応ガスの供給量程大きく設定した。
大きくしてもプラズマ炎は乱れず安定であるので、合成
速度をさらに向上させるために、表1に示すように下方
からの反応ガスの供給量程大きく設定した。
第5図は第3の実施例に係る光ファイバ母材の製造装置
の断面図である。この製造装置は第1図の装置において
位置Bに設けられた反応ガス導入管3と同様の反応ガス
導入管33を位置Cの高さで且つ反応ガス導入管3と直
角をなすように設けたものである。第6図に上方から見
た反応ガス導入管3および33の位置関係を示す。さら
に、ターゲット棒6として直径1.5sのGe02−5
i02ガラス棒を用いた。
の断面図である。この製造装置は第1図の装置において
位置Bに設けられた反応ガス導入管3と同様の反応ガス
導入管33を位置Cの高さで且つ反応ガス導入管3と直
角をなすように設けたものである。第6図に上方から見
た反応ガス導入管3および33の位置関係を示す。さら
に、ターゲット棒6として直径1.5sのGe02−5
i02ガラス棒を用いた。
このような装置を用い、前記した第1の実施例と同様に
してF添加ガラス膜10の合成を行ない、高HAの光フ
ァイバ母材を製造した。ただし、各反応ガス導入管3お
よび33からの反応ガスの組成および流量は共に0.3
5 g/sinの5ilJ4および75d/n+Inの
CCl2F2とし、キャリアガスを0.25 J!/e
+inのArとした。このようにしてターゲット棒6の
外周面上に形成されたガラス膜10の比屈折率差は1%
であった。また、第6図に示すように各反応ガス導入管
3および33を互いに直交するように設けたので、導入
される反応ガスをプラズマ炎と効率よく反応させること
ができ、これらの反応ガス導入管を同一平面上に位置さ
せた場合に比べて約1.5−倍の合成速度を得ることが
できた。
してF添加ガラス膜10の合成を行ない、高HAの光フ
ァイバ母材を製造した。ただし、各反応ガス導入管3お
よび33からの反応ガスの組成および流量は共に0.3
5 g/sinの5ilJ4および75d/n+Inの
CCl2F2とし、キャリアガスを0.25 J!/e
+inのArとした。このようにしてターゲット棒6の
外周面上に形成されたガラス膜10の比屈折率差は1%
であった。また、第6図に示すように各反応ガス導入管
3および33を互いに直交するように設けたので、導入
される反応ガスをプラズマ炎と効率よく反応させること
ができ、これらの反応ガス導入管を同一平面上に位置さ
せた場合に比べて約1.5−倍の合成速度を得ることが
できた。
[発明の効果]
以上説明したように本発明によれば、次のごとき優れた
効果を発揮する。
効果を発揮する。
中 高周波コイルの層間から反応ガスを供給するので、
プラズマ炎の安定化と共に反応ガスの反応効率を向上さ
せることができる。
プラズマ炎の安定化と共に反応ガスの反応効率を向上さ
せることができる。
(2) 従って、ガラスの合成速度が向上し、高速で
短時間に光ファイバ母材を製造することが可能となる。
短時間に光ファイバ母材を製造することが可能となる。
(3) また、安定したプラズマ炎が保持されるので
、長手方向に均一な高品質の光ファイバ母材を得ること
ができる。
、長手方向に均一な高品質の光ファイバ母材を得ること
ができる。
第1図は本発明の第1の実施例に係る光ファイバ母材の
製造装置の断面図、第2図はプラズマ炎内のガスの流れ
を示す説明図、第3図は反応ガス導入管の設置位置とガ
ラス合成速度との関係を示すグラフ、第4図および第5
図はそれぞれ第2.第3の実施例を示す断面図、第6図
は第3の実施例における反応ガス導入管の位置関係を示
す平面図である。 図中、1はプラズマ発振管、2は高周波コイル、3.1
3,23.33は反応ガス導入管、4はチャンバ、5は
ガラス旋盤、6はターゲット棒、7はベット、8は排気
口、9はプラズマ炎、10は合成ガラス膜である。
製造装置の断面図、第2図はプラズマ炎内のガスの流れ
を示す説明図、第3図は反応ガス導入管の設置位置とガ
ラス合成速度との関係を示すグラフ、第4図および第5
図はそれぞれ第2.第3の実施例を示す断面図、第6図
は第3の実施例における反応ガス導入管の位置関係を示
す平面図である。 図中、1はプラズマ発振管、2は高周波コイル、3.1
3,23.33は反応ガス導入管、4はチャンバ、5は
ガラス旋盤、6はターゲット棒、7はベット、8は排気
口、9はプラズマ炎、10は合成ガラス膜である。
Claims (12)
- (1)多層の高周波コイル内に上方からプラズマガスを
供給して該高周波コイルの中心部にプラズマ炎を発生さ
せ、該プラズマ炎に上記高周波コイルの層間よりガラス
生成用の反応ガスを供給して、上記プラズマ炎の下流側
に位置されるターゲット棒外周にガラス合成するように
したことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 - (2)上記反応ガスが上記高周波コイルの上から第1層
と第2層との間から上記プラズマ炎内に供給されること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光ファイバ母
材の製造方法。 - (3)上記反応ガスが上記高周波コイルの各層の間から
上記プラズマ炎内に供給されることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の光ファイバ母材の製造方法。 - (4)上記反応ガスの供給量が、上記高周波コイルの上
層部から下層部に向かう程増加することを特徴とする特
許請求の範囲第3項記載の光ファイバ母材の製造方法。 - (5)上記反応ガスがArをキャリアガスとすることを
特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第4項のうちい
ずれか1項記載の光ファイバ母材の製造方法。 - (6)プラズマガス発生源と、該プラズマガス発生源か
らのプラズマガス流を囲繞すると共にそのガス流に沿っ
て多層に形成されてプラズマ炎を発生させる高周波コイ
ルと、該高周波コイルの層間より上記プラズマ炎にガラ
ス生成用の反応ガスを導入するための反応ガス導入管と
、上記生成されるプラズマ炎の下流側に設けられ、その
外周部にガラス合成させるためのターゲット棒とを備え
たことを特徴とする光ファイバ母材の製造装置。 - (7)上記反応ガス導入管が上記高周波コイルの上から
第1層と第2層との間に位置することを特徴とする特許
請求の範囲第6項記載の光ファイバ母材の製造装置。 - (8)上記反応ガス導入管が上記高周波コイルの1直径
上に位置して対をなしていることを特徴とする特許請求
の範囲第7項記載の光ファイバ母材の製造装置。 - (9)上記反応ガス導入管が上記高周波コイルの各層間
にそれぞれ位置することを特徴とする特許請求の範囲第
6項記載の光ファイバ母材の製造装置。 - (10)上記反応ガス導入管が上記高周波コイルの各層
の間においてそれぞれコイルの直径上に位置して対をな
していることを特徴とする特許請求の範囲第9項記載の
光ファイバ母材の製造装置。 - (11)上記反応ガス導入管が同一平面上に位置するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第10項記載の光ファイ
バ母材の製造装置。 - (12)上記対をなす反応ガス導入管が上記高周波コイ
ルの各層間毎に交互に直交するように配置されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第10項記載の光ファイ
バ母材の製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22701085A JPS6287429A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 光フアイバ母材の製造方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22701085A JPS6287429A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 光フアイバ母材の製造方法及びその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6287429A true JPS6287429A (ja) | 1987-04-21 |
JPH0436102B2 JPH0436102B2 (ja) | 1992-06-15 |
Family
ID=16854097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22701085A Granted JPS6287429A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 光フアイバ母材の製造方法及びその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6287429A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5750580B2 (ja) | 2011-02-28 | 2015-07-22 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 小型電気機器の保持装置 |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP22701085A patent/JPS6287429A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0436102B2 (ja) | 1992-06-15 |
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